Аналого-цифровой преобразователь отклонения сопротивления от номинального значения

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСУВУ

Союз Советских

Соцмвлмстимеских

Реалу@пик (11) 507982

p r.

{ Ч (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я влево 04,02.74 (2l) 1997 187/26-2 1 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.76,Бюллетень Хв 11 (45) Дата опубликования описания;14.04.76

2 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/20

Гесударстиеииий комитет

Совета 1йииистрев СССР ио делам изобретений и еткрмтий (53) УДК

681. 32 5 (088.8) (72) Автор изобретения

С. Л. Лучкин (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОИ ПРЕОЬРАЗОВАТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ

Изобретение относи ся к области импульсной техники, Известен аналого-цифровой преобразователь АБП отклонения сопротивления от номинального значения, содержавший делитель напряжения, состояший из последовательно. включенных образцового и изг. еряемого резисторов, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, выход которого соединен с одним входом схемы сравнения, выход которой через схему И, другой вход которой подключен к генератору счетных импульсов, соединен с реверсивным счетчиком, один выход последнего подключен к дешифратору нуля, а другой - к блоку логической обработки результатов.

Бель изобретения — повышение линейности передаточной функции.

Иля этого в предлагаемый преобразователь введен дополнительный делитель напряжения, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, выход «оторого соединен со входом формирователя начала отсчета, другой вход которого под-! ключен к выходу блока формирования экспоненты, соединенного со вторым входом схемы сравнения, а выход — с третьим входом схемы И. Причем вход схемы реверса реверсивного счетчика соединен с выходом дешифратора нуля, На фиг. 1 изображена функциональная ,схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма.

10 АБП содержит делитель 1 напряжения,, состояший из образцового 2 и измеряе— мого 3 сопротивлений. Делитель 1 подключен на вход схемы сравнения 4, к ко, торой также подключен выход формирова15 теля 5 экспоненты.

1Выход формирователя 5 соединен со, входом формирователя 6 начала счета, к .другому входу которого подключен выход дополнительного делителя 7. Ко входу

20 счетчика 8 подключены выходы схемы И 9 и схемы 10, а выход счетчика 8 соединен с дешифратором нуля 11 н блоком 12 ,логической обработки результатов измерения. Входами схема И 9 соединена с ге25,нератором счетных импульсов 13, форми507932

3 рователем 6 начала счета и схемой сравнения 4.

Кроме того, АБП имеет блок управления 14 и блок индикации 15.

9 - стабилизированное напряжение пи5 тания делителей 1 и 7; А — условное обозначение уставок пределов контроля, которые задаются в блоке 1 2 логической обработки.

Преобразователь работает следующим образом.

Операции измерения предшествует подключение измеряемого сопротивления 3 и образцового сопротивления 2, величина которого выбирается равной номинальному значению измеряемого сопротивления 3, в цепь делителя 1. Напряжение Ц с выхода делителя связано с величиной относительного отклонения измеряемого сопротивления следующим соотношением

И -ll и) х где Их - нелинейная функция,В .

Перед началом операции измерения в счетчик 8 наносится код иэ блока 12, который соответствует максимальному возможному отклонению .В п.„т в сторону отрицательных значений, счетчик устанавливается в состояние обратного счета сигналом с блока управления 14. Операция преобразования начинается запуском формирователя экспоненты 5 сигналом с блока управления 14, Экспоненциальное напряжение Lt (фиг,2, сравнивается в блоке 6 с напряжейием Q> делителя 7, и в момент сравнения формирователя 6 начала счета подается сигнал разрешения на схему И 9. С этого момента начинается прохождение счетных импульсов генератора 13 на.счетчик 8.

Счетчик сначала работает на вычитание до нулевого состояния, что соответствует отрицательным значениям „6; в состоянии нуля выход счетчика через дешифратор 11 перекидывает схему реверса 10 в состояние прямого счета, и продолжается счет в прямом направлении, что соответствует положительным значениям Я . Счетчик считает в обратном нли прямом направле- х0 нии до момента, когда напряжение U экP споненцияльной развертки сравнивается с напряжением t3+ делителя 1. В момент сравнения схемой сравнения 4 выдается сигнал запрета на схему 9 н прекращается про- 55 хождение счетных импульсов с генератора

1 3 на счетчик 8.

В счетчике оказывается записанным число, соответствующее относительному отклонению Д измеряемого сопротив- 60

4 пения от номинального значения. Это число поступает на индикатор 15 и на блок

12 логической обработки результатов узмерения, где происходит его сравнение с кодом верхнего или нижнего допустимого значения отклонения. После сравнения выдается результат сравнения в виде команд больше, в допуске", "меньше .

Рассмотрим на частном примере каким образом можно улучшить линейность зависимости выходного кода преобразователя от величины J3 .

Напряжение развертки U формирователя 5 определяется формулой

Ц, - Е(1.-6- ), где Е - максимальное напряжение акспоненты; постоянная времени экспоненты;

t — время.

Выберем параметры экспоненты Е и

t такими, чтобы соблюдалось равенство

U =0 (3) для трех фиксированных значений,Я и с, например,,В О, С Т; = мин. -0,5, < 0; = иахс. +0,5, < = 2Т, (В конкретном случае Bми и )3мА,, с могут иметь другие эначенияГ.

Решая совместно (1), (2) и (3) для фиксированных .Й (О; + 0,5; — 0,5) н находим параметры экспоненты, кото- . рая удовлетворяет (3) в выбранных трех точках;

Е 0,75U; 7 ; to — Т-у — уТ ть д

3 3 где Т вЂ” масштаб преобразования во вре- менн, равный времени преобразования интервалов A .Р 0,5;

Т выбирается в конкретном случае в зависимости от необх.димой скорости преобразования; — время от начала формирования экспоненты до начала преобразования (фиг.2), Тогда уравнение экспоненциальной раэ- ! верткн, отвечающее поставленным условиям, имеет внд

-ф +ф, Ц 0,75 1) (1- — ) (4).

Решаем совместно (1) и (4) и находим функцию f преобразования в виде зависимости t, от ./3

1=1(В)=Т Г - " TЯЛ (5)

Для оценки нелинейности функции (5) через точки, лежащие ня линии (5) н соответствующие крайним;. нячениям яр;у507932

Зависимость В и (om Я

5 мента (3 -0,5 и 0,5), проведем прямую лин,Em, уравнение ее имеет вид:

< (В - 1)Т (6).

Найдем д 1 в виде разности функций (5) и. (6) и поделим ь t на Т, в реэульз4ате получим приведенную погрешность 8 преобразования, обусловленную остаточной нелинейно"тью зависимости 4 от .9 в виде функции аргумента J3: е / -е =у Для сравнения в графе g "показана приведенная нелинейность преобразования, которая получена в результате развертки напряжения (1) линейным пилообразным напряжением.

Из сравнения б и g в иHд нHоo, что АБП позволяет существенно уменьшить нелинейность преобразования величины относительного отклонения сопротивления от номиФормула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь отклонения сопротивления от номинального значения, содержащий делитель напряжения, состоящий из последовательно включенных образцового и измеряемого резисторов, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, выход которого соединен с одним входом схемы сравнения, выход которой через схему И, другой вход которой подключен к генератору счетных импульсов, соединен с реверсивным счетчиком, один выход последнего подключен к дешифратору нуля, а другой выход — к бло нального значения, При этом удается пол чить уменьшение погрешности AUll, вызван ной изменением напряжения U питания делителя, так как изменение И, вызванное х нестабильностью Ц, вызывает смещение во времени окончание работы счетчика, в то же время изменяется напряжение, снимаемое с делителя 7, и смещает начало работы счетчика таким образом, что время пре Q образования остается неизменным., В результате развертки измеряемого напряжения Qz, являющегося нелинейной функцией Р, напряжением Ир, являющимся нелинейной (фиг. 2) функцией получаем в г5 пределах интервала возможных значений (мин. млкс практически линейную завиcHMocTb временного интервала от Я: = (Я).

Так как полученный интервал заполняется импульсами стабильной час готы, которые Ю подсчитываются счетчиком, получаем линейную зависимость кода B счетчике & от f3

Зависимость о и т от .Р приведена в таблице.

Ф ку логической обработки результатов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения линейности передаточной функ-.

40 ции, в него введен дополнительный делитель напряжения, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, выход которого соединен со входом формирователя начала отсчета, другой Bxog которого ,подключен к выходу блока формирования экспоненты, соединенного со вторым входом схемы сравнения, а выход — с третьим входом схемы И, причем вход схемы реверса реверсивного счетчика соединен

50 с выходом дешпфратора ну. я.

507932

Составитель И. Разинова

Редактор О. Баранова Техред М. Ликович Корректор H. Ковалева

Заказ 1 33 Тираж 1029 Г!одписное!!НИИ!!И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 3035, М осквя, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал !!!1!! "!1атент", r. Ужг род, ул. Гагарина, 101